成套配电柜基础知识Word格式文档下载.docx
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零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律：
流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。
在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。
当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接地故障保护的目的。
作用：
当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。
使用：
可在三相线路上各装一个电流互感器，或让三相导线一起穿过一零序电流互感器，也可在中性线N上安装一个零序电流互感器，利用其来检测三相的电流矢量和。
在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+IC=0。
如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。
当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：
Ia+Ib+Ic=I（漏电电流），这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器动作，作用于执行元件掉闸。
这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。
3.3电流互感器
电流互感器原理是依据电磁感应原理制成的。
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量，二次侧不可开路。
3.4电流互感器的计量、测量和保护
保护CT要求电流互感器在一次电流很大时，铁芯也不应该饱合，能较好的按比例反应一次电流值，保证保护装置正确动作；
而在正常电流下，不要求很高的准确度，准确度一般为P级；
如:
5P、10P等。
而测量CT只要求在正常电流下保证较高的准确度，使测量准确，尤其是计量的电流互感器，要求精度更高，因为它关系到电能计费的问题，很小一点的误差反应到一次侧将导致很大的计量偏差，所以测量一般用0.5、1.0级（0.5级一般是测量用，测量精度是0.5%），计量用0.2级的电流互感器，在一次电流很大时，铁芯应该饱合，保护仪表不被损坏。
计量是指通过电表进行的，测量电流是通过三个电流表来测量三相电是否平衡，一个电压表外加一个万能转换开关实现每相电压的测量。
5P10，后面的10就是准确限值系数。
5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±
5%。
准确限值系数的意义就是在保证误差在±
5%范围内时，一次电流不能超过额定电流的倍数，如果此时一次电流比较大，就要选用5P20的，甚至还可能选用5P30的。
4.电压互感器
电压互感器（Potentialtransformer简称PT，Voltagetransformer也简称VT）和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。
但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；
而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。
5.电流变送器
电流变送器（electriccurrenttransducer），一种将被测电量参数（如电流，电压，功率，频率，功率因数等信号）转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。
已广泛应用于电力、通讯、交通、汽车等相关行业的动力储能电池的管理中。
知名的品牌有深圳信瑞达“szxrdt”“szxrdt-my”。
交流电流变送器是指将被测交流电流隔离转换成按线性比例输出的标准直流电压或直流电流的装置。
交流电流变送器又分为单相交流电流变送器和三相交流电流变送器。
单相交流电流变送器是指将被测交流电压隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流，三相交流电流变送器是指将被测三相交流电压隔离转换成按线性比例输出的三路标准直流电压或直流电流。
直流电流变送器是指将被测直流电流隔离转换成按线性比例输出的标准直流电压或直流电流的装置。
直流电流变送器又分为单路直流电流变送器和双路直流电流变送器，单路直流电流变送器是指将被测直流电压隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流的装置。
双路直流电流变送器是指将被测双路直流电压隔离转换成按线性比例输出的双路标准直流电压或直流电流的装置。
6.电压变送器
电压变送器是一种将被测电量参数转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。
电压电流变送器用于测量电网中波形畸变较严重的电压或电流信号，也可以测量方波，三角波等非正弦波形。
7.母线载流量、发热量、动稳定和热稳定计算
7.1载流量
7.2发热量
7.3热稳定
S=I/a√（t/△θ）
式中：
I--额定短时耐受电流（A）；
a—材质系数，铜为13，铝为8.5；
t--额定短路持续时间（S）；
△θ—温升（K），对于裸导体一般取180K，对于4S持续时间取215K。
7.4动稳定
35kV母线的短路电流：
Ish=4.15kA,ish=7.01kA
10kV母线短路电流：
Ish=3.947kA,ish=6.666kA
三相短路冲击电流产生的电动力:
F=
ish2l/a*10-7
=
*（6.666A*103）2*1/0.275*10-7N/A2
=27.99N
L：
母线档距，取1ma:
相间距离，取0.275m
弯曲力矩:
M=Fl/10=27.99*1/10=2.799N·
m
母线截面系数（60*10）:
W=b2h/6=0.062*0.01/6=6*10-6m3
母线在三相短路时的计算应力:
δc=M/W=2.799N·
m/6*10-6m3=0.47*10-6
TMY铜母线的最大允许应力δal=140MPa
由此可见δal=140MPa＞δc=0.47MPa满足动稳定要求。
8.1一次消谐装置
6-35kV中性点不接地电网中的电磁式电压互感器（简称PT），当母线空载或出线较少时，因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发，会使电压互感器过饱和，则可能产生铁磁谐振过电压。
出现相对地电压不稳定，接地指示误动作，PT高压保险丝熔断等异常现象，严重时会导致PT烧毁，继而引发其他事故。
这种情况就需要安装消谐器。
一次消谐装置适用于电压互感器中性点的非线性电阻消谐阻尼器（消谐器），是安装在电压互感器（压变）一次绕组上，中性点与地之间的一种非线性电阻消谐阻尼器件。
1、压变的铁磁谐振产生的过电压常使设备内绝缘击穿、外绝缘放电，且常因事故处理不及时或事故扩大而造成大面积停电
2、电网中的弧光接地使电压互感器频频烧毁。
使用消谐器可有效地解决上述问题：
消除或阻尼压变非线性励磁特性而引起的铁磁谐振过电压，这种谐振过电压会导致系统相电不稳定；
能有效抑制间隙性弧光接地时流过压变绕组的过电流，防止压变烧毁；
限制系统单相接地消失时在压变一次绕组回路中产生的涌流，这种涌流会损坏压变或使压变熔丝熔断；
当系统发生单相接地后可较长时间保护压变免受损坏。
8.2二次消谐
二次消谐装置，又称微机消谐装置，对电压互感器开口三角电压（即零序电压）进行遁环检测，有效消除电压互感器各种频率的铁磁谐振的一款二次设备。
最多可监测四段母线。
迅速消除三分频、二分频、工频以及三倍频等特征频率的铁磁谐振。
一次消谐：
把消谐装置接在PT的一次中性点上
二次消谐：
在PT二次（开口三角上）接电阻
9.断路器
真空断路器的工作原理是：
当动、静触头在操作机构的作用下分闸时，触头间产生电弧，触头表面在高温下挥发出蒸汽，由于触头设计为特殊形状，在电流通过时产生一磁场，电弧在此磁场作用下沿触头表面切线方向快速运动，在金属圆筒（屏蔽罩）上凝结了部分金属蒸汽，电弧在自然过零时就熄灭了，触头间的介质强度又迅速恢复起来。
储能回路：
合母空气开关2DK．合闸储能回路得电。
将储能HK转换开关打至储能位置，电机M储能，当储能储满时．行程开关S4闭合，储能指示灯点亮，指示已储能同时储能行程开关S1接点闭合。
闭锁回路：
开关小车摇至工作位置或实验位置．小车行程开关S9或者S8闭合，断路器辅助触点DL闭合，闭锁电磁铁线圈Y1得电，闭锁常开接点S2闭合。
遥控合闸：
将QK转换开关打至远方接点3、4闭合。
主控室上位机下发遥控合闸指令，装置SEL-551接点203、204闭合，装置FCKX接点A04、A07闭合。
储能回路HK转换开关打至储能位置，电机M储能，行程开关S4闭合，储能指示灯点亮，指示已储能，同时储能行程开关S1接点闭合。
断器辅助触点DL常闭接点闭合。
闭锁电磁铁得电，其常开接点S2闭合。
合闸线圈HQ得电，断路器合闸，上位机反馈合闸成功。
断路器本体合闸、合闸指示灯点亮。
遥控分闸：
主控室上位机下发遥控分闸指令、装置SEL-、551接点205、206闭合。
装置FCKX接点A03、A08闭合。
断路器辅助触点DL常开接点闭合，分闸线圈TQ得电断路器分闸，上位机反馈分闸成功，断路器本体分闸，同时分闸指示灯点亮。
就地手动合闸：
将QK转换开关打至远方接点1、2I剐合。
将合闸按钮按下装置FCKX接点A04、A07闭合。
储能回路HK转换开关打至储能位置，电机M储能行程开S4闭合储能指示灯点亮．指示已储能同时储能行程开关Sl接点闭合。
断路器辅助触点DL常闭接点闭合。
闭锁电磁铁得电常开接点S2闭合，合闸线圈HQ得电断路器合闸，上位机反馈合闸信号。
就地手动分闸：
将QK转换开关打至远方接点1、2闭合。
将就地手动分闸按钮按下，装置FCKX接点A03、A08闭合，断路器辅助触点DL常开接点闭合。
分闸线圈TQ得电，断路器分闸。
上位机反馈分闸信号。
断路器本体分闸，同时分闸指示灯点亮。
10.红外窗口
高压开关触头和母线排连接点处于特殊的环境中，传统的热电偶、测温探头、光纤等无法实现精确测温。
红外窗口是一个可以透过紫外线、可见光、红外线的光学窗口，将具有红外窗口安装在开关柜上，就可实现开关柜在运行状态下红外成像测温。
11.开关柜触头在线监视测温装置
开关柜触头测温装置为保证电力电器良好的运行环境，针对电气设备接点部位由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的温升过高的故障隐患,自行研制开发的能够及时监测到电气接点温度的在线监测装置。
主要应用于高压开关柜触头及接点、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流柜等设备的温度监测,保障自动化作业的高效、安全运行。
1、多路无线测量温度实时数据显示。
2、报警温度上、下限设定数据显示。
3、多路无线测量温度实时数据显示。
4、事件记录功能:
记录最近十次超高温报警数据,超高温报警数据,所有数据均带有时标记录。
5、当前日期、时间，日期和时间具润年自动转换功能。
6、通讯地址和波特率设定功能。
7、无线测量温度在线补偿功能。
8、无线测量温度采集终端数据信报警功能。
9、无线测量温度数剧月统计和分析报表功能，用户根据统计分析报表和温升数据可以判断无线是否老化，过流和接触不量等原因。
10、设备自检功能和自动恢复功能：
当本设备在运行过程中由于外在的干扰和恶劣环境时，本设备能够自动起用备份程序而自动恢复正常功能。
11、现场环境温度测量功能。
12、数据通讯功能，所有数据都能通过数据总线上传到上一级采集器或者上传到上位机系统。
12.隔离开关
隔离开关（disconnector）一般指的是高压隔离开关,即额定电压在1kv及其以上的隔离开关，通常简称为隔离开关。
在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；
在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。
1）分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。
2）根据运行需要，换接线路。
3）可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。
4）根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。
必须在联络柜断开后才可以拉开隔开柜的手车。
13.五防
（1）防止误分、误合断路器；
（2）防止带负荷拉、合隔离开关；
（3）防止带电（挂）合接地线（开关）；
（4）防止带接地线（开关）合断路器（隔离开关）；
（5）防止误入带电间隔。
（地刀分闸时电缆室门板不能打开）
a．继电器仪表室门上装有带明显提示标志的操作按钮或kk转换开关防止电动误合、误分断路器。
b.断路器手车在试验或工作位置时，断路器才能进行合、分操作；
断路器合闸后，手车将无法运动。
防止带负荷推拉手车。
c．仅当接地开关处在分闸位置时，手车才可以从试验位置向工作位置移动；
仅当手车处于试验位置时，接地开关才可以进行合闸操作。
接地开关必要时，可以配置带点显示装置。
可以防止带电合接地开关及接地开关处于合闸状态送电的误操作发生。
d.在高压配电柜的一些区域，高压线路和控制开关各部分之间的布置，它们中间的空气间隔，对于这个等级的电压，是不会被击穿放电的，对于设备是安全的，这个空间平时是锁闭的。
但是误入这个空间的人和动物，由于具有导电性，降低了击穿电压，产生放电，引发人身和设备事故。
所以在进入这个空间时，得有严格的管理和程序。
14.各柜型及作用
1、电源进线柜：
主电源进线，（总进线柜）装有主断路器。
2、出线柜：
配电系统的出线开关柜，带下级用电设备。
3、计量柜：
对供电的电量进行测量和记录的，简单说就是用来收钱的电度表。
（里面装有PT、CT和电度表）。
4、母联柜：
当系统有两路电源进线，且两路互为备用时，需要将两路电源的主母线进行联通，联通两段母线的开关柜叫母联柜，注意：
母联柜与两路进线柜一般禁止同时闭合。
5、PT柜：
安装计量装置及互感器。
6、电容柜：
一般接在系统主母线上的电容器柜，做集中无功补偿，一般与进线柜并列安装（系统有PT柜，应是高压系统，低压系统不设PT柜--PT柜相当于一个降压变压器，只需低压电流互感器；
但电容器柜在高压系统很少用，高压电容器很难做，常见的是在低压侧做集中补偿）。
7、联络柜：
联络柜的作用:
1、联络柜是用来在几台变压器所带的几排低压柜联络用的，即当一台变压器出现故障是可以用另外一台来带另外几排的低压柜。
2、从运行方式上来讲，正常状态下，联络断开，两台变压器独立运行。
当其中一台出现故障时，断开其总路开关，合上联络开关，其负荷供电由另一台提供保障。
8、环网柜（开关柜）：
环网柜是一个约定俗成的叫法，原指的是负荷开关柜用于环网式供电，现在经常被人当作负荷开关柜的代名词，而不管是否被用于环网式供电。
9、电池柜：
相当于电池，储存电源。
电池柜有2个作用：
一：
做后备操作电源。
二：
做为合闸电源的主力电源。
开关合闸时需要一个非常大的电流，靠整流电路是无法满足合闸线圈需要的，而蓄电池有允许短时大电流放电的特性，正好弥补了整流电路的不足，使合闸回路能可靠动作。
10、直流屏（充电屏）：
把交流电源转换成直流电。
组成部分：
充电柜-充电模块-监控模块-电池组
11、变频柜：
普通的动力柜或控制柜由传统拖动方式改为变频拖动方式。
简而言之：
应用变频器拖动动力装置的控制柜。
12、高压开关柜：
指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，高压开关柜按作电压等级在3.6kV~550kV的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。
13、中置柜：
全称为铠装型移开中置式金属封闭开关设备，其分三层结构
上层：
母线和仪表室
中间层：
断路器室
下层：
电缆室
由于断路器在中间层，所以称为铠装型移开中置式金属封闭开关设备，简称中置柜。
14、动力柜：
就起作用而言，为水泵、发电机等转动的机器提供动力的柜子。
15．CAD快捷操作指令
额定开断电流:
它是表征断路器开断能力的参数。
在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。
当断路器在低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。
但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。
额定短路关合电流是指合闸时短路电流的绝限能力，辟如开关上表明额定短时关合电流（峰值）50kA，当外界线路短路时而你把闸合上去，这时开关受合闸短路电流而跳闸，如果这个瞬间短路电流没有超过50KA，触头灭弧有效。
如果超过瞬间50KA触头灭弧不保证，就会拉弧或造成热元件失效等。
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